A-FORS - autonomiczny światłowodowy sejsmograf rotacyjny

Przedstawiono zrealizowaną koncepcję czujnika światłowodowego A-FORS (Autonomicznego Światłowodowego Sejsmografu Rotacyjnego) przeznaczonego do detekcji efektów rotacyjnych występujących podczas zdarzeń sejsmicznych. Główną cechą charakteryzującą układ A-FORS jest jego bardzo wysoka czułości rzędu 3 10-8 [rad/s] w 20 Hz paśmie detekcji. Układ realizowano w oparciu o światłowodowy interferometr Sagnaca, z zastosowaniem specyficznych rozwiązań optoelektronicznych mających na celu maksymalizację czułości, specyfikację pod konkretne zastosowanie oraz zapewnienie mobilności i niezależności. W prezentowanym czujniku bardzo istotnymi elementami są elektroniczny układ detekcji synchronicznej i bezprzewodowy system archiwizacji danych. Zaprezentowano też procedurę i wyniki skalowania układu w oparciu o pomiar prędkości obrotowej Ziemi.

In the paper the concept of fiber-optic sensor A-FORS (Autonomous-Fiber Optic Rotational Seismograph) application to detection of rotation effects occuring during seismic events is presented. The main feature of the A-FORS is its very high sensitivity in the range of about 3 10-8 [rad/s] for 20 Hz detection band. The device is based on the fiber-optic Sagnac interferometer, involving specific optoelectronic solutions leading to maximum sensitivity and providing mobility and independence. The electronic synchronous detection system and wireless collection of data system are the main advantages of the sensor. The remote data transfer and active remote control of detection system parameters allow placing the device at any place active seismically and far from urban noise. Finally, The process of calibration and its outcome, based on measuring the speed of the Earth's rotation, is also presented. Detection of the constant component of the Earth's rotation for Warsaw latitude was used for the A-FORS calibration (Fig.4). Because the Sagnac phase shift detects only the absolute rotation speed in a plane of the interferometric loop, the A-FORS placed in the north or south direction should give the signal of rotation ΩE=š9.18 deg/h (Figs.5, 6). The sensor sensitivity was determined by comparing these signals with the noise level (Fig. 7) .